Способ обработки древесины Советский патент 1979 года по МПК B27K5/04 

1

Изобретение относится к области химической обработки древесины, в частности к получению термостойкой, формоустойчивой, стабильной относительно размеров древесины, и может быть использовано в авиастроении для изготовления оснастки при производстве деталей из органопластиков.

Известен способ получения огнестойкой древесины, заключающийся в пропитке ее водным раствором диаммонийфосфата с добавкой фенолоспирта и последующей сушкой пропитанной древесины при 95- 100°С в течение 96 ч I.

Однако использование водных растворов пропитывающих реагентов предусматривает разбухание древесины при пропитке и последующую усушку при длительной термообработке, что исключает возможность использования такой древесины для производства деталей.

Наиболее близким по сущности к предлагаемому является способ обработки древесины, включающий сушку древесины с последующей пропиткой кремнийорганической жидкостью 2.

Однако обработка древесины кремнийорганической жидкостью не позволяет получить материал, в достаточной мере формостабильный в условиях длительного воздействия повышенной температуры (200°С),

так как согласно вышеуказанному способу древесину после пропитки подвергают термической обработке при 60°С до момента стабилизации веса, в то вре.мя как образование полимерной пленки, уменьшающей пиролиз древесины, начинается при температуре не ниже 140°С. Таким образом, при термической обработке древесины пропитанной ГКЖ-10 при 60°С будет происходить выделение влаги из древесины, неизбежно сопровождающееся усушкой и формоизменяемостью образцов.

В случае антипирирования древесины другими силоксанами по предложенному

способу термообработка при температуре 60°С будет способствовать вытеканию жидкости из древесных капилляров в течение длительного времени.

Целью изобретения является повышение

термостойкости с обеспечением размеростабильности древесины за счет каталитической полимеризации пропиточной л идкости в капиллярах древесины, сокращение длительности процесса обработки древесины

путем устранения операции термообработки пропитанных образцов, а также снижение себестоимости процесса за счет возможности многократного использования пропиточной жидкости и следовательно

снижение общего рас.чода жидкости. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе обработки древесины, включающем предварительную сушку до остаточной влажности и пропитку кремнийорганической жидкостью, после пропитки древесину подвергают обработке пасыцекными парами диэтиламина при 60-65 С в течение 10-15 мин. Обработка гфопитаиной древесины насыщенными парами диэтиламина при15одит к ноликонденсации кремнийорганическо жидкости в поверхностном слое образцов и образованию слоя полимера, надежно защищающего древесину от пиролиза в процессе длительного воздействия температуры 180--200°С. При использовании пароз диэтиламина в качестве катализатора ноликонденсацин отпадает длительная стадия термообработки древесины после пропитки до момеита стабилизации веса, что значительно сокращает продолл ительность процесса. Кроме того, применение катализаторов поликонденсации позволяет занолимерлзовать нрониточную жидкость в клеточных стенках, что нренятствует усадке древесины в условиях длительного термического воздействия. Этим обеспечивается и высокая степень размеростабильности и термостойкости материала, что наблюдается в меньшей мере нри термокаталитической полимеризации пропитанных образцов, когда значительное количество пропиточной жидкости вытекает из капилляров. Обработку древесины проводят при 60-65°С в течение 10-15 мин, т- е. нри более высокой темнературе, чем температура кипения дизтиламина. Снижение температуры нриводит к уменьшению упругости паров и конденсации диэтиламина, что не позволяет достаточно эффективно нровести процесс поликонденсации полимера на поверхности древесины (увеличивается длительность процесса). Сокращение или удлинение обработки приводит к тому, что реакция иоликонденсации протекает не полно в первом случае или ее длительность нецелесообразно увеличивается во втором. Согласно изобретению древесину в виде досок торцуют по длине, нрофуговывают по плоскости и ребру, затем сушат при 115-120°С до остаточной влажности 3-4%. Это обеспечивает полное удаление свободной влаги, являющееся необходимым условием получения размеростабильной древесины. Пропитку заготовок необходимо проводить в 100%-ной жидкости марки ГКЖ-94, что также исключает попадание влаги в материал. Пропитка проводится: но методу горяче-холодных ванн (Ю. М. Иванов, А. Панфилова. Ускоренный снособ пронитки древесины в горяче-холодаых ваннах, М., Госстройиздат, 1958) до момента сквозной пропитки, который определяли на контрольных образцах с жидкостью, окрашенной «Суданом-Ш. Температура горячей ванны 65-70°С, холодной 20-25°С, время нроиитки в горячей ванне 1 -1,5 ч, Б холодной 5-6 ч. По окончании нронитки древесину вынимают из ванны, дают стечь избытку жидкости в течение 10-15 мин и номещают в гepJ Ieтичнyю нолимеризационную камеру с насыщенными иарами диэтиламина при температуре 60-65°С, где выдерживают древесину 10-15 мин до окончания реакции полимеризации, бурно протекающей на поверхности древесины. Время выдержки древесины определяется внзуально. Р1спользование наров диэтиламина в качестве катализатора полимеризации кремнийорганической жидкости позволяет ликвидировать длительную операцию термообработки древесины после иропитки, а также дает возможность многократного использования пропиточной жидкости, так как введение катализатора в нрониточный состав или обработка им материала неред нрониткой нриводит к полимеризации жидкости в ванне нри пропитке методом горяче-холодных ванн. Изменение способа холодной нронитки не нозволяет добиться сквозной нропитк-я, что сказывается в конечном счете на размеростабильности образцовПо окончании обработки парами диэтиламина камеру продувают воздухом до полного удаления паров. Заготовки древесины обрабатывают на рейсмусном станке для снятия тонкого поверхносного слоя нолимера и отправляют для выклейки оснастки, иснользующейся при производстве деталей из органонластоз на различных связующих. Пример. Образец древесины с размерами 129,2X57,2X44,2 мм высушивают до ностоянного веса (соответствует 3-4% влажности), пропитывают в 100%-ной кремнийорганической жидкости марки ГКЖ-94 по методу горяче-холодных ванн (выдерживают образен при температуре жидкости 70°С в течение 1 ч с последующим снижением температуры жидкости до 20°С и нродолжительностью выдержки в холодной ванне 5 ч). Привес образца составляет 70% от веса высушенной древесины. После стока избытка жидкости с поверхности образца его помещают в термостат с насыщенными нарами диэтиламина нри темнературе 65°С и выдерживают 10 мин до окончания реакции, характеризуется образованием на поверхности древесины полимерной пленки. Испытания проводят в режимах эксплуатации деревянных моделей при производстве деталей из органонластов - нодвергают длительной термообработке при ±5°С циклами по 6 ч. После каждого цикла проводят взвешивание и замеры образцов в трех направлениях: /i, /2, /3 - штангенциркулем, и по изменению этих размеров определяют усадку в процессе полимеризации и термообработки.

Термическую деструкцию образцов определяют по потере веса образцов в процессе термической обработки (% от веса пропитанных образцов).

Для сравнения размеростабильности и термостойкости пропитанной древесины нроводят испытания контрольного образца, который в отличие от опытного после пропитки подвергают термической полимеризации при 140°С в течение 18 ч. Полимеризация контрольного образца считается оконченной с образованием на поверхности древесины полимерной пленки.

Результаты измерений образцов, обработанных предложенным способом, и контрольного приведены в таблице.

струкции (общая потеря веса за 70 ч 40% от веса пропитанного образца). Образец, подвергнутый каталитической полимеризации, теряет лишь 5,4% веса и сохраняет практически постоянные размеры.

Таким образом, использование предлагаемого способа обработки древесины обеспечивает, по сравнению с существующими способами, определенные преимущества и создает возможность получения материала на основе древесины, сочетающего термои формоустойчивые свойства с возможностью обработки режущими инструментами, исключает загрязнение сточных вод предприятия.

Экономический эффект от использования предложенного способа составит в условиях заготовительных цехов Киевского

20 авиационно-пронзводственного объединения по предварительным расчетам 112 тыс- руб. в год.